Определение метода коррекции при входных параметрах

2 Нормативные ссылки

2006 Приборы фотоэлектрические. Часть 1. Измерение вольт-амперных характеристик МЭК 60904-2:2007 Приборы фотоэлектрические. Часть 2. Требования к эталонным солнечным приборам МЭК 60904-7:2008 Приборы фотоэлектрические. Часть 7.

Расчет поправки на спектральное несоответствие при измерениях фотоэлектрических приборовМЭК 60904-9:2007 Приборы фотоэлектрические. Часть 9. Требования к характеристикам имитаторов солнечного излученияМЭК 60904-10:2009 Приборы фотоэлектрические. Часть 10. Методы измерения линейности

4 Определение температурных коэффициентов

4.1 Общие положенияДля фотоэлектрических приборов обычно используют следующие температурные коэффициенты: – коэффициент тока короткого замыкания, – коэффициент напряжения холостого хода, – коэффициент пиковой мощности, которые могут быть определены в результате измерений при естественном или искусственном солнечном освещении, и их значения являются действительными для того значения энергетической освещенности, при котором они были измерены.

Для фотоэлектрических приборов с линейными характеристиками коэффициенты считаются верными в пределах ±30% от этого значения энергетической освещенности.Температурные коэффициенты тонкопленочного модуля могут зависеть от энергетической освещенности, спектральной плотности энергетической освещенности и тепловой истории модуля.

В этом случае для температурных коэффициентов следует указать условия и значения энергетической освещенности по тепловой истории.Оценка температурных коэффициентов модуля при различных уровнях энергетической освещенности изложена в МЭК 60904-10.

a) Аппаратура и приборы должны отвечать требованиям стандарта МЭК 60904-1.

b) Если в качестве источника излучения используют солнечный имитатор, то он должен соответствовать требованиям класса ВВВ или более высокого класса согласно МЭК 60904-9.

– вентиляторы, позволяющие охлаждать и нагревать образец потоком воздуха;- установочные блоки с изменяемой температурой, имеющие хороший тепловой контакт с единичной ячейкой или всем модулем;- камеры с прозрачным окном, в которых внутренняя температура может регулироваться;- съемные затеняющие экраны при использовании естественного солнечного освещения.

d) Если испытуемый прибор представляет собой модуль, его температуру измеряют в четырех точках, изображенных на рисунке 5 (при условии, что каждая точка измерения расположена непосредственно за элементом), и измеренные значения усредняют.

Рисунок 5 – Расположение точек измерения температуры на элементах испытуемого модуля

1 Измерения при естественном солнечном освещении выполняют насколько возможно быстро в пределах нескольких часов в течение одного дня с целью снижения эффекта изменения спектральных условий. В противном случае требуется спектральная коррекция.

2 Для модулей большой площади в случае невыполнения требования по температуре существует альтернативный подход, который заключается в использовании эквивалентной температуры элемента в соответствии с МЭК 60904-5.

a) Если испытуемый образец и эталонный прибор (МЭК 60904-2) оснащены средствами регулирования температуры, устанавливают требуемый уровень температуры.

b) Если регулирование температуры не применяют, закрывают испытуемый образец и эталонный прибор от солнца и ветра, пока их температуры не сравняются с температурой окружающего воздуха в пределах±2°С, и оставляют их при температуре установившегося равновесного состояния.

В качестве другого способа допускается охлаждать испытуемый образец до температуры более низкой по сравнению с требуемой тестовой температурой и затем предоставляют модулю возможность нагреться естественным путем.

c) Регистрируют ВАХ и температуру испытуемого образца одновременно с регистрацией тока короткого замыкания и температуры эталонного прибора при требуемых температурах. При необходимости выполняют измерения немедленно после снятия затеняющего экрана. Измеряют значения тока короткого замыкания , напряжения холостого хода и пиковой мощности .

d) Устанавливают требуемую температуру прибора либо с помощью средств регулирования температуры, либо чередованием затенения и освещения испытуемого модуля добиваются достижения и поддержания требуемой температуры.

Возможен естественный нагрев испытуемого прибора, который сопровождается регистрацией данных согласно перечислению б)* периодически в продолжение нагрева.___________________* Текст документа соответствует оригиналу. – Примечание изготовителя базы данных.

e) Обеспечивают стабилизацию температур испытуемого образца и эталонного прибора и сохранение их постоянными в пределах ±2°С. Обеспечивают постоянство энергетической освещенности, измеренной эталонным прибором, в пределах ±1% в продолжение каждого периода регистрации данных.

f) При необходимости преобразовывают данные к уровню энергетической освещенности, для которого предоставлены температурные коэффициенты с помощью одной из методик, приведенных в настоящем стандарте. Преобразование может быть выполнено только в том диапазоне энергетической освещенности, в котором модуль сохраняет линейность характеристик в соответствии с МЭК 60904-10.

g) Повторяют действия по перечислениям d)-f). Установленные значения температуры модуля должны быть такими, чтобы температурный диапазон составлял, по меньшей мере, 30°С, и его покрытие обеспечивалось, по крайней мере, четырьмя приблизительно равными приращениями.

Предлагаем ознакомиться:  Когда пройдет двоение в глазах — Все о проблемах с глазами

a) Нагревают или охлаждают модуль, пока его температура не установится в пределах ±2°С от требуемой температуры.Устанавливают энергетическую освещенность на требуемом уровне с помощью эталонного прибора (МЭК 60904-2).

b) Регистрируют ВАХ и температуру образца и определяют значения величин , и .

c) Изменяют температуру модуля в интересующем диапазоне с шагом приблизительно 5°С на протяжении, по меньшей мере, 30°С, затем повторяют операции по перечислениям a) и b).

4.5 Вычисление температурных коэффициентов

4.5.1 На отдельных графиках приводят значения тока короткого замыкания , напряжения холостого хода и пиковой мощности в зависимости от температуры прибора. Для каждого графика по полученным точкам строят приближенную прямую методом наименьших квадратов.

1 Проверку того, что испытуемый модуль может рассматриваться в качестве прибора с линейными характеристиками, проводят в соответствии с МЭК 60904-10.

2 Температурные коэффициенты являются достоверными только для того уровня энергетической освещенности и спектральной плотности энергетической освещенности, для которых они были измерены.

3 Относительные температурные коэффициенты могут быть определены путем деления вычисленных значений величин , и на значения тока, напряжения и пиковой мощности при 25°С.

4 Поскольку для модуля фактор заполнения ВАХ является функцией температуры, для нахождения температурного коэффициента пиковой мощности недостаточно использовать произведение коэффициентов и .

6.2 МетодикаИзмеряют ВАХ испытуемого образца при постоянной энергетической освещенности и при различных значениях температуры (…), покрывающих представляющий интерес диапазон, в пределах которого выполняют преобразование кривой.

В процессе измерения ВАХ изменения энергетической освещенности должны оставаться в пределах ±1%. Значение энергетической освещенности должно находиться в диапазоне, который использовался при определении коэффициентов коррекции по энергетической освещенности в разделе 5 (рисунок 8а).

a) графики ВАХ, измеренных при различных значениях температуры прибора; b) графики ВАХ, скорректированных по температуре при =0 Ом/К или =0 Ом/К; с) графики скорректированных ВАХ при найденном значении или .

Рисунок 8 – Определение коэффициента коррекции кривой или

1 Информация об оборудовании и измерительных приборах для регулирования температуры приведена в 4.1.

2 При измерении ВАХ модуля принимают меры по обеспечению постоянства температуры прибора в пределах ±2°С относительно требуемого значения.

6.2.2* Предположим, что является наименьшим из всех значений температуры прибора. Преобразовывают кривые, зарегистрированные при более высоких температурах (…), к кривой при температуре , используя =0 Ом/К в уравнении (2) или = 0 Ом/К в уравнении (5).________________* Нумерация соответствует оригиналу. – Примечание изготовителя базы данных.

6.2.3 Строят графики скорректированных ВАХ (рисунок 8b).

6.2.4 Выполняют преобразования кривых, используя в качестве начального значения 0 мОм/К для или с последующим их изменением с шагом 1 мОм/К в положительном и отрицательном направлениях. Искомое значение или найдено, если отклонения значений максимальной выходной мощности преобразованных ВАХ остаются в пределах 0,5% (рисунок 8с).

5 Определение внутренних последовательных сопротивлений RП и R’П

5.1 Общие положенияЭкспериментальные методы определения и для методик коррекции 1 и 2 различаются, несмотря на то что обе методики изначально используют одинаковые наборы данных по измерениям ВАХ. и могут быть определены в условиях естественного или искусственного солнечного освещения по следующей методике.

Предлагаем ознакомиться:  Лечение кератита народными методами — Все о проблемах с глазами

Измеряют ВАХ испытуемого образца при постоянной температуре и при трех или большем числе различных значений энергетической освещенности ( … ), покрывающих представляющий интерес диапазон, в пределах которого выполняется преобразование кривой.

Для приборов с линейной характеристикой они могут быть вычислены по формуле: . В процессе измерений ВАХ температура прибора должна быть постоянной в пределах ±2°С. По измеренным ВАХ строят график (рисунок 6а).

а) Графики ВАХ, измеренных при различных энергетических освещенностях и постоянной температуре; b) графики скорректированных ВАХ при =0 Ом; с) графики скорректированных ВАХ при найденном значении

Рисунок 6 – Определение внутренних последовательных сопротивлений

Примечание – Для изменения освещенности могут быть использованы сеточные фильтры большой площади с однородным пропусканием. Их можно рассматривать в качестве нейтральных сеточных фильтров в отношении спектральной плотности энергетической освещенности.

5.2 Методика коррекции 1

5.2.1 Предположим, что представляет собой ток короткого замыкания ВАХ, зарегистрированной при наибольшем значении энергетической освещенности . Выполняют преобразование остальных (N – 1) кривых, зарегистрированных при меньших значениях энергетической освещенности (…), к значению , сначала используя значение = 0 Ом.

5.2.2 Строят графики скорректированных ВАХ (рисунок 6b).

5.2.3 Выполняют преобразования кривых, изменяя с шагом равным 10 мОм в положительном и отрицательном направлениях. Искомое значение величины “” найдено, если отклонения максимальных значений выходной мощности преобразованных ВАХ остаются в пределах ±0,5% (рисунок 6с).

5.3 Методика коррекции 2

5.3.1 Предположим, что представляет собой ток короткого замыкания ВАХ, зарегистрированной при наибольшем значении энергетической освещенности . Выполняют преобразование остальных (N-1) кривых, зарегистрированных при меньших значениях энергетической освещенности (…

5.3.2 Строят графики скорректированных ВАХ (рисунок 7b).

а) Графики ВАХ, измеренных при различных энергетических освещенностях и постоянной температуре; b) графики скорректированных ВАХ при =0 и =0 Ом; с) графики скорректированных ВАХ при найденном значении и =0 Ом;

d) графики скорректированных ВАХ при найденных значениях и .Рисунок 7 – Определение фактора коррекции по энергетической освещенности для напряжения холостого а и внутреннего последовательного сопротивления

Примечание – При выполнении преобразования ВАХ для начальных значений =0 Ом и =0 сохраняется только значение тока короткого замыкания.

1 Если невозможно подобрать подходящий параметр для совпадения преобразованных значений напряжения холостого хода , эта методика не применима к данной технологии изготовления фотоэлектрических приборов.

2 Для приборов с линейными характеристиками фактор коррекции по энергетической освещенности для напряжения холостого хода а обычно не превышает значения 0,1.

5.3.4 Фиксируют фактор коррекции по энергетической освещенности для напряжения холостого хода “” равным значению, определенному в 5.3.3. Используют значение мОм в качестве оценки для внутреннего последовательного сопротивления , где – количество последовательно соединенных элементов, – количество параллельно соединенных блоков в испытуемом приборе.

5.3.5 Выполняют преобразования кривых, изменяя с шагом, равным 10 мОм в положительном и отрицательном направлениях. Искомое значение величины “” найдено, если отклонения значений выходной пиковой мощности преобразованных ВАХ остаются в пределах ±0,5% (рисунок 7d).

6 Определение коэффициентов коррекции кривой и

1 Для проводимых при коррекции ВАХ преобразований требуется оценка точности нахождения преобразованной ВАХ при выполнении коррекции (см. раздел 7).

2 Все фотоэлектрические приборы должны обладать линейными характеристиками в ограниченном диапазоне значений энергетической освещенности и температуры прибора. Детальное описание приведено в МЭК 61853-1.

Общим требованием для реализации всех методик является измерение ВАХ в соответствии с МЭК 60904-1.Энергетическую освещенность , как правило, вычисляют по измеренному току короткого замыкания эталонного фотоэлектрического прибора, в соответствии с МЭК 60904-2 и его калибровочному значению при стандартных условиях испытаний (СУИ).

Для учета температуры эталонного прибора требуется введение поправки, содержащей специфический относительный температурный коэффициент эталонного прибора (1/°С), который задается при 25°С и 1000 Вт/м.

Предлагаем ознакомиться:  Косит глаз после двух операций

Спектральная характеристика эталонного фотоэлектрического прибора должна соответствовать испытуемому образцу. В противном случае должен быть выполнен расчет поправки на спектральное несоответствие согласно МЭК 60904-7.

1 Поскольку при переходе от меньшего значения энергетической освещенности к большему точка на оси токов, изображающая напряжение холостого хода , сместится с оси токов, следует определить смещенное значение путем линейной экстраполяции с использованием, по меньшей мере, трех экспериментальных точек, расположенных вблизи и ниже точки . Другим способом является измерение исходной ВАХ достаточно далеко за пределами значения .

2 Размерности всех параметров коррекции должны быть согласованы.

3 Если испытуемый образец представляет собой модуль, параметры коррекции ВАХ элемента могут быть найдены из схемы соединения элементов. Параметры коррекции ВАХ элемента могут быть использованы для расчета параметров коррекции ВАХ других модулей, использующих такие же элементы.

4 Для фотоэлектрических приборов из кристаллического кремния параметр обычно принимает положительное значение, а параметр – отрицательное.Методики определения параметров коррекции ВАХ испытуемого образца описаны в разделах 4-6.

Уравнение (1) применимо только в том случае, когда энергетическая освещенность остается постоянной в течение всего процесса измерения ВАХ. Для импульсных солнечных имитаторов с ослабевающим уровнем энергетической освещенности или любым другим видом колебаний величины энергетической освещенности в процессе измерения ВАХ уравнение (1) в данном виде неприменимо.

В этом случае корректируют каждое полученную ВАХ к эквивалентной ВАХ для неизменного значения энергетической освещенности путем введения масштабного фактора перед . С практической точки зрения масштабный фактор удобно привязывать к значению энергетической освещенности, которая наблюдается в момент измерения .

где – значение энергетической освещенности в момент измерения ; – значение энергетической освещенности в момент измерения ВАХ в конкретной точке (, ).

1 Типичным значением фактора коррекции по освещенности является =0,06.

2 Следует учитывать, что численное значение для в методике 2 может отличаться от численного значения для в методике 1.

3.4. Методика коррекции 3

Настоящая методика применима к фотоэлектрическим приборам почти всех технологий изготовления. Уравнения (6)-(9) могут быть использованы для коррекции по энергетической освещенности, коррекции по температуре, а также для коррекции одновременно по энергетической освещенности и температуре.

3.4.2 Коррекция по энергетической освещенности и температуре с использованием двух измеренных ВАХМетодика коррекции ВАХ к энергетической освещенности и температуре (, ) с использованием двух ВАХ, измеренных при освещенностях и температурах (, ) и (, ), заключается в следующем [рисунки 1(a) и 1(b)].

a) Измеряют две ВАХ при значениях энергетической освещенности и температуры равных , и , соответственно [непрерывные кривые на рисунке 1(а)]. Находят значения и .

b) Находят постоянную интерполяции из уравнений (8) и (9). Например, пусть эти две ВАХ были измерены при:=1000 Вт/ми =50 °C =500 Вт/м и =40°С. Пусть представляющая интерес энергетическая освещенность =800 Вт/м. Тогда из уравнения (8) получаем значение , равное 0,4. Используя уравнения (9), находим: =46°С.

c) Выбирают точку (, ) на первой ВАХ. На второй ВАХ находят точку (, ) таким образом, чтобы выполнялось соотношение: (рисунок 1 (b).

d) Находят и из уравнений (6) и (7).

e) Выбирают несколько точек (, ) на первой ВАХ и для каждой из них вычисляют (, ) в соответствии с перечислениями с) и d).

f) Набор найденных точек (, ) [пунктирная кривая на рисунке 1(b)] задает третью ВАХ при энергетической освещенности и температуре .Рисунки 1(a) и 1(b) иллюстрируют пример коррекции по энергетической освещенности.

Рисунок 1(с) – пример коррекции по температуре. Рисунок 1(d) иллюстрирует коррекцию одновременно по энергетической освещенности и температуре. В случае, когда 0

Загрузка ...
Adblock detector